Konvenční léčba poškozených genů
Konvenční genová léčba spočívá v úpravě viru, který vnáší žádoucí kousek DNA do buněčného geonomu. Viry jsou ale schopné pojmout a přenést jenom krátkou sekvenci DNA. Navíc se ukazuje, že úsek DNA se touto metodou někdy zabuduje na nevhodné místo (tak jako se tomu již stalo v případě pokusu genové léčby u dvou chlapců ve Francii), a pak místo aby tato léčba pomohla, spustí rakovinu.
Metoda umělého chromosomu
Metoda, při které se přidává do buňky zcela samostatný chromosom, toto nebezpečí, že se vnášená informace zabuduje do nesprávné lokality, vylučuje. Tato nová metoda má ale i jiné přednosti. Místo krátkých kousků, přenášených virovým vektorem, umožňuje přenést pořádnou porci DNA. To se ukazuje být přínosem při léčbě některých nemocí, při kterých je poškozen gen na více místech a nebo genů několik. Možnost doručit do buňky celý velký gen a nebo celou sadu genů současně otevírá nové možnosti léčby řady nemocí. Z těchto důvodů pracuje na tvorbě umělého chromosomu celá řada výzkumných týmů. Jedním z těchto pracovišť je společnost Athersys v Clevelandu ve státě Ohio (USA). Podobnou cestou jako zvolili v Clevelandu se ubírá většina výzkumných pracovišť. Jedná se o tvorbu umělého chromosomu takzvaně "od samého počátku". Chromosom sestavují z jeho základních stavebních kamenů a jejich postupným sestavováním ve větší celek.
Společnost Chromos (Molecular Systems) z Burnaby v Britské Columbii, ale zvolila pro tvoření nepřirozených chromosomů jinou cestu. Svůj umělý chromosom tvoří z již vytvořených částí normálního myšího chromosomu. Tento jimi sestavený umělý chromosom se u myší chová stejně jako jeho přirozené protějšky. Duplikuje se když se buňka dělí a přenáší se na potomstvo z generace na generaci.
Dědičné nemoci
Vědci nyní ukázali, že umělý chromosom může být užitečný při léčbě, kde příčinou je poškození genů. Výzkumníci začali pracovat se dvěma liniemi buněk, které mají umělý chromosom a do tohoto umělého myšího chromosomu vpravili gen pro lidský hormon erythropoetin. Buňky s tímto umělým chromosomem vpravili injekcí do myší. Následovalo to, co vědci předpokládali - u zvířat došlo ke zvýšení počtu červených krvinek. Ukázalo se, že umělý chromosom je funkční.
Když je umělý chromosom funkční u myší, není důvod, proč by neměl být funkční také u lidí. A to znamená, že pomocí umělého chromosomu, vpraveného do buněk, například do lidských kmenových buněk a jejich následným vpravení injekcí do krevního oběhu nemocných, bude možno léčit celou řadu nemocí, například hemofilii.
Nápad kombinovat genovou terapii s dodávkou celých buněk do nemocného organismu se jeví velmi perspektivní. Pracovníci firmy Chromos vytvořili umělý chromosom tak, že do něj další sekvence mohou být přidány ve specifickém místě. Chromosom umožňuje „přijmout“ jeden, nebo několik genů a to až do délky jeden a půl milionu bází! Žádný jiný způsob vpravovat tak dlouhé genové sekvence do buněk neumožňuje.
Další souvislosti
U řady lidí vzbuzuje tato metoda obavy především proto, že umělý chromosom je odvozen z myšího chromosomu. Představitelé firmy Chromos ale tvrdí, že není jediný důkaz, který by potvrzoval, že jimi vytvořený chromosom obsahuje nežádoucí elementy, jako například zapomenuté myší geny. Podle některých vědců v opozici, jakým je Huntigton Willard z Duke Univerzity v Durhamu ze Severní Karoliny, musí nyní vědci z Chromosu provést nejdříve řadu testů kterými prokáží, že jejich produkt je stabilní a že také zajišťuje trvalou a stabilní produkci žádoucích léčebných proteinů. Nějaké krátkodobé zlepšení by totiž nemělo význam. Svoje obavy opírá o některé nedávné studie uskutečněné jinými výzkumnými pracovišti, které naznačují, že umělé chromosomy nemusí být tak stabilní, jako je tomu u přirozených chromosomů. Zdá se, že jenom čas může prověřit, který z vědeckých táborů má pravdu. Neméně zajímavé bude sledovat co bude obnášet skutečnost, že člověk si ponese nějaký ten chromosom navíc.
Společnost Chromos a další výzkumné týmy, které se zabývají sestavováním umělých chromosomů, mají podle svých vyjádření na mysli jen prospěch genové léčby. Dopad jejich činnosti ale může znamenat více než jen léčbu. Někteří výzkumníci již v souvislosti s přidáváním umělých chromosomů hovoří o velmi slibné metodě inženýrského vylepšování lidských zárodečných buněk. Jsou i tací, kteří již nemají nejmenší pochybnosti o tom, že jednou bude pro naše děti běžné mít 47 chromosomů. A možná i víc.
Tak vypadá „Lucy“, první transgenní myš, kterou stvořili vědci z Chromosu a která má ve svém geonomu umělý chromosom. Potomci Lusy rovněž dědí umělý chromosom a ten se u nich chová jako chromosom přirozený a přenáší se již na čtvrtou generaci potomků.
Společnost Chromos nazývá svojí metodu ACE systém (Artificial Chromosome Engineering System). Na obrázku je kultura buněk křečka, která obsahuje lidský umělý chromosom (zbarven zeleně). Na umělém chromosomu je červeně zbarvená část, která nese satelitní DNA, která je typická pro lidský patnáctý chromosom, ze kterého byl umělý chromosom vytvořen.
Diskuze:
diskuze výhradně pro rozumné lidi www.racional.eu
Pavel Bedrník,2015-03-20 15:57:09
Kolik uživatelů fóra je potřeba na výměnu žárovky?
-- 1 uživatel vymění žárovku a napíše příspěvek o tom, že vyměnil žárovku.
-- 4 uživatelé na to, aby napsali o podobných zkušenostech o výměně žárovky a o tom, jak různě mohou být žárovky vyměňovány.
-- 7 uživatelů k upozornění na to, jak nebezpečné může vyměňování žárovky být.
-- 1 uživatel k tomu, aby přesunul téma do sekce "Světlo".
-- 2 uživatelé na obhajobu toho, že téma mělo být přesunuto do sekce "Elektrické spotřebiče".
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby v příspěvcích, týkajících se předchozích příspěvků o výměně žárovky.
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří poukazovali na gramatické chyby
-- 6 uživatelů, aby napsalo, že všichni uživatelé, jenž udělali gramatickou chybu, si mají znovu odchodit základní školu
-- 6 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří posílali zpět do základní školy (a ti se budou bránit tím, že rychlý chlapci je správně, protože jsou v jejich nářečí mladý chlapci)
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli se má říkat "žárovka" nebo "výbojka".
-- 2 uživatele "průmyslové profesionály", kteří budou všechny informovat o tom, že správný termín je "světlo".
-- 2 uživatele, kteří o sobě budou prohlašovat, že jsou také odborníci z průmyslu a že výraz "žárovka" je naprosto správný.
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli jsou lepší klasické žárovky nebo rtuťové výbojky
-- 1 uživatel, který bude o sobě prohlašovat, že je doktor přírodních věd s červeným diplomem, a proto ví, že rtuť není jedovatá a jedovatost rtuti je jen mýtus.
-- 2 uživatele na to, aby upozornili, že toto není diskuze o pravopisu, ať přejdou do diskuze o pravopisu
-- 5 uživatelů na to, aby všechny ostatní informovali o tom, že diskuze o žárovkách není diskuze o žárovkách, ať ostatní laskavě pokračují v diskuzi jménem "Jaký monitor a vypalovačku?", která o žárovkách je.
-- 5 uživatelů k obraně příspěvků této diskuze, kteří budou říkat že všichni používáme žárovky a proto jsou ty příspěvky vlastně relevantní.
-- 2 feministky, aby upozornili na to, že ženy šroubují žárovky daleko lépe, než muži
-- 5 uživatelů ke vkládání příspěvků s odkazy, kde mohou ostatní uživatelé vidět různé druhy žárovek.
-- 4 uživatele, kteří napíšou příspěvky se správnými odkazy.
-- 5 uživatelů, kteří budou odkazovat na všechny příspěvky napsané od počátku až do současnosti, kompletně je citovat a to včetně všech hlaviček a podpisů, a nakonec do svého příspěvku přidají "Já taky"
-- 5 uživatelů, kteří budou psát skupině uživatelů, která dlouho nepsala, že nepíšou, protože nemůžou oponovat jejich názorům.
-- 4 uživatelé, kteří budou říkat "A neřešilo se tady tohle před chvílí?".
-- 9 uživatelů, kteří budou říkat "nejdřív hledej, než se tady budeš ptát na něco o žárovkách" a dají link na vyhledávání googlu s dotazem výměna žárovek, ve kterém google vyhodí jen odkazy na různé podstránky diskuze, ze které byl uživatel odkázán k vyhledávači.
-- 1 uživatel, který se zeptá, jak vyměnit kolo u auta.
-- 5 ekologů, aby nás varovalo, že žárovky způsobují extrémní globální oteplení, jenž do pěti let uvaří veškerý život na planetě
-- 9 opravdu přínosných uživatelů, kteří úplně každého uživatele do posledního musí upozornit na to, že je směšný. A každého jednotlivce musí na tuto veledůležitou informaci upozornit v samostatném příspěvku.
-- 1 administrátor, aby zablokoval uživatele za to, že si dovolil si stěžovat na šikanu jiným uživatelem
-- 1 uživatel, který byl doposud skrytý a bude reagovat na prapůvodní první příspěvek, který byl napsán před půl rokem, takže všechen ten cirkus se bude opakovat.
U nás to takto nikdy vypadat nebude, nebojte!
www.racional.eu diskuze výhradně pro rozumné lidi
Tak teď jen aby to dopadlo dobře i u lidí,
Pavel Brož,2004-06-23 13:13:35
sám jsem zvědavý, jestli ta úspěšná aplikace této metody v genové léčbě lidí bude už za rok, nebo až za těch zhruba šest až osm let, nechám se překvapit.
stabilita
jarda petr,2004-06-23 03:41:48
V Chromosu měli první myš s umělým chromozomem už na sklonku roku 1999 a lze spočítat, že od té doby už získali desítky nových pokolení. Zatím bez problémů. Takže stabilita nemusí být problém.
teď jsem si dodatečně uvědomil
Pavel Brož,2004-06-21 14:31:31
tu triviální věc, že ty prázdné chromozómy se dají asi vyrobit tak, aby neobsahovaly ani geny, ani ty nic nekódující "konstanty", ale jenom ten nekódující proměnlivý balast. Nicméně pak by mě zase zajímala otázka stability takového ryze balastního chromozómu - jak dlouho by asi tak přežil, byl by stabilní, nerozpadl by se velice brzo v tom buněčném mumraji, který tam panuje?
Jestli se tedy nepletu,
Pavel Brož,2004-06-21 14:17:17
tak ten prázdný umělý chromozóm bez genů by měl být tvořen jen nekódujícími částmi DNA, tedy jakýmsi tím zdánlivě neužitečným balastem, kterého je v DNA snad 90%. Pamatuji si, že v jednom článku ve VTM na téma této nekódující DNA píšete, že dnes nikdo netuší, k čemu vlastně tyto nekódující části slouží, přičemž je ale velké podezření, že úplně jalové nejsou, protože v nich existují sice nic nekódující části, které se ale během evoluce vůbec nemění, což je nevysvětlitelné za předpokladu, že neplní v buňce žádnou funkci. Myslíte si, že nemůže přijít nečekaná komplikace např. z této strany, tzn. že by se mohla ukázat být problematickou už jen přítomnost prázdného chromozómu? Osobně si sice myslím, že ty problémy u trisomií způsobují ty nadbytečné geny, nikoliv ty nadbytečné nekódující části DNA, přesto by mě ale zajímalo, jestli se nakrásně nemůže ukázat (a přidávání umělých prázdných chromozómů by mohl být případ, kdy by se to mohlo projevit), že už jen přítomnost oněch nadbytečných záhadných nekódujících konstant (ony se nějak správně jmenují, ale samozřejmě si na to nevzpomenu) může způsobit v buněčné mašinérii solidní paseku.
transchromozomální člověk
jarda petr,2004-06-21 13:56:30
Nepouštějme z úvahy, že umělý chromozom nemusí být zdaleka ve všech buňkách lidského těla. Dneska vezmeme buňky kostní dřeně, pustíme na ně geneticky modifikovaný virus, který do nich přenese potřebný gen, a pak buňky namnožíme a vrátíme je pacientovi. Nevíme, kam se gen integroval, co tam napáchal za škody. U umělého chromozomu to není takový problém. Ten se vyrobí jako "prázdný" tedy bez genů a geny se do něj pak podle potřeby nastrkají. Může to být celá kaskáda genů, jejichž produkty pak vytvoří "výrobní linku" na nějaký důležitý produkt (napadá mě třeba vitamín C nebo nějaký antivirový lék). Může to být ale jeden jediný gen - třeba pro srážlivý faktor VIII či IX pro léčbu hemofilie. Tenhle chromozom se vpašuje do buňky a ta se namnoží. Buňky nesou žádoucí gen či geny, mohou se vrátit do těla pacienta a tam odvést svou práci. Princip je stejný jako u virových vektorů, ale odpadá tu riziko spojené s tím, že nevíme, kam se vir "napasuje" - a ono se ukazuje, že třeba retroviry mají moc rády blízkost aktivních genů a jsou schopny některé geny i probudit ke zvýšené aktivitě. To u umělých chromozomů nehrozí.
Něco podobného o těch dávkách genu si myslím,
Pavel Brož,2004-06-21 12:21:21
prostě si myslím, že některé geny mají v tom "dávkování" značnou toleranci, a u některých je naopak "dávka navíc" značným problémem. Zatím se u trisomií vědělo, že pokud jsou navýšeny dávky u všech genů z nějakého chromozómu, tak je to letální (vyjma 21. chromozómu), a teď se podle mě bude zjišťovat, které konkrétní geny půjde bez problémů předávkovávat, a u kterých bude postavena nějaká značka s omezením maximální možné dávky. V principu jsou možnosti tři - buďto těch genů citlivých na předávkování (tj. s letální reakcí na výskyt toho genu navíc) bude menšina, a většina genů půjde tímto způsobem bezproblémově vnášet. Nebo těch problémových genů bude naopak většina (na to bych si tipl já, ačkoliv o tom nic nevím). Anebo je možná třetí varianta, že předávkování žádného genu samo o sobě nepředstavuje problém, a že problém vzniká v synergickém efektu při předávkování velkého počtu genů (což, jestli jsem dobře pochopil, bude možná Váš názor, a já jsem si vědom toho, že s velikou pravděpodobností můžete mít pravdu, protože jste na rozdíl ode mě kovaný odborník).
Přesto si byť jako laik myslím, že u člověka tato metoda nebude příliš brzo použitelná. Vzpomínám na případ ovečky Dolly, jak hned po jejím naklonování panovaly představy, že je jen otázkou krátkého času, než se podaří naklonovat člověka. A ono tu máš čerte kropáč, ukázalo se, že je tam komplikací požehnaně. V té době byl znám jen zlomek dnešních znalostí o funkci telomer, mitochondriální DNA, a mnoha dalších věcí, které v tom procesu klonování hrají podstatnou roli. Dneska je už proto pochopitelné, proč se brzy po Dolly nemohlo povést klonování člověka, ale tenkrát ty konkrétní komplikace nikdo nemohl předvídat. Stejně tak si myslím, že toto je metoda, která zbaští možná dobrých šest až osm let intenzivního výzkumu, než bude bez rizik použitelná ke genové léčbě lidí. Věřím sice, že se pak stane standardní procedurou, nevěřím ale na její rychlou aplikaci, myslím si, že na té cestě bude ještě nutné rozlousknout hodně oříšků.
transchromozomální
jarda petr,2004-06-21 03:35:23
Prozatimní zkušenosti naznačují, že přítomnost dalšího chromozomu nepředstavuje sama o sobě velký problém. Kromě transchromozomálních myší (tedy myší s umělým chromozomem) už byl získán i transchromozomální skot. V případě trisomie (tedy výskytu třetí tj. nadbytečné kopie stávajících chromozomů) není na překážku samotný chromozom, ale geny, které jsou na něm uloženy. Je to důsledek toho, čemu říkáme "dávka genu". Některých genů prostě nesmíme mít víc. Někdy se říká, že trisomie 21(Downův syndrom) není smrtelná proto, že chromozom 21 je malý a je na něm málo genů. Díky tomu se tu nesloží dohoromady tolik "dávek genu", aby to stačilo na smrtelné komplikace.
A ještě jedna zajímavost. Know-how pro firmu Chromos dodává jeden z maďarských ústavů tamější akademie věd. Maďaři jsou v tomhle oboru špička.
Tak jsem měl takový divný pocit
Pavel Brož,2004-06-20 23:58:36
že mám chuť se vsadit, že tuto jinak určitě perspektivní metodu budou nejspíše v blízké budoucnosti doprovázet nějaká ALE, jinými slovy že se asi rychle ukáže, že tam budou nějaké komplikace. Pokud by přidávání chromozómů do genomu bylo tak bezkonfliktní, tak by to podle mě udělala za ty desítky miliónů let příroda sama, a výsledkem by byla u každého druhu rozmanitá spleť různých počtů chromozómů u různých jedinců téhož druhu. Jenže toto se nepozoruje, příroda si naopak velice přísně ten který počet u každého druhu hlídá a prohřešky proti němu tvrdě trestá. Sám jsem si jako laik vzpomněl na trizomii u 21. chromozómu, která má za následek Downův syndrom. Nevěděl jsem ale, jestli u jiných chromozómů už třeba není příroda benevolentnější (u pohlavních chromozómů tomu tak do určité míry je, existují jedinci XXY i XYY, kteří přežívají, i když ne úplně bezproblémově - Downův syndrom naproti tomu většinou vede mimo jiných známých důsledků také k rapidnímu zkrácení života svého nositele). Šáhl jsem proto po mé oblíbené knížce Genom od neoblíbeného autora Matta Ridleyho (je zaujatý proti fyzikům, balík jeden), a nalistoval v ní kapitolu o 21. chromozómu. Ridley píše - cituji: "Ve všech ostatních případech (myšleno kromě 21. chromozómu - moje poznámka) naruší přítomnost jedné kopie navíc rovnováhu lidského genomu natolik, že se tělo vůbec nemůže správně vyvíjet. Občas se narodí děti s nadbytečným třináctým nebo osmnáctým chromozómem, ale nikdy nepřežijí déle než několik dní." Konec citace.
Samozřejmě je jasné, že v tomto případě nejde o kopii nějakého celého stávajícího lidského chromozómu (pak by to logicky muselo mít stejné důsledky, jako úplně obyčejná, byť vzácně se vyskytující trizomie příslušného chromozómu se všemi tragickými důsledky pro jejího nositele), v tomto případě půjde o chromozóm "umělý". Stejně i tak si myslím, že problémy, které lze na této cestě očekávat budou pravděpodobně značné, a to vede k té mé chuti se na toto téma vsadit. Zkrátka - nemyslím si sice, že to nebude v budoucnu přínosná metoda, myslím si ale, že před její úspěšnou aplikací odborníci ještě nejednou narazí na nějaký ožehavý problém, se kterým se budou muset nejprve úspěšně poprat. Samozřejmě si jsem vědom toho, že jsem laik a do té věci nevidím, přesto bych si ale na takovou sázku troufl.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
